«СПОРТИВНОЕ» СЕРДЦЕ (КДО=148 МЛ) И СИСТЕМА ДЫХАНИЯ

Поделиться ссылкой:  

Прочитать статью в pdf формате

Аннотация

В статье рассматривается модель кардиореспираторной системы для описания различных зон тренировочных нагрузок в соответствии с показателями системы дыхания. Цель исследования. Разработать модель «идеальной» или «должной» кардиореспираторной системы для описания различных зон тренировочных нагрузок от ЧССмин = 60 уд/мин до ЧССмакс = 200 уд/мин в соответствии с показателями системы дыхания. Результаты. Обсуждаются показатели сердечно-сосудистой системы и системы дыхания в соответствии с зонами тренировочных нагрузок. Выводы. Представленная модель «идеальной» или «должной» кардиореспираторной системы для описания различных зон тренировочных нагрузок от ЧССмин = 60 уд/мин до ЧССмакс = 200 уд/мин соответствует всем физиологическим показателям системы дыхания.

Ключевые слова: «спортивное» сердце, система дыхания, зоны тренировочных нагрузок.

Введение

Сердечно-сосудистая система и система дыхания являются важными составляющими в кислородтранспортной системе [1,2]. Функциональное состояние системы дыхания обеспечивает поступление кислорода в кровь, функциональное состояние сердечно-сосудистой системы определяет количество крови, поступающее в большой и малый круг кровообращения [1,2].

При увеличении физической нагрузки система дыхания и сердечно-сосудистая система перестраивают свою работу [1,2].

Механизмов адаптации системы дыхания к физической нагрузке три:

1. увеличение частоты дыхательных движений;
2. увеличение альвеолярного дыхательного объема;
3. увеличение альвеолярной вентиляции и альвеолярной перфузии.

При постоянных аэробных и/или анаэробных физических нагрузках различной мощности формируется «спортивное» дыхание [1,2]:

1. увеличение жизненной емкости легких;
2. увеличение альвеолярного дыхательного объема в покое;
3. уменьшение частоты дыхательных движений в покое.

Механизмов адаптации сердца к физической нагрузке два [1-2]:

1. увеличение частоты сердечных сокращений (рефлекс Бейнбриджа);
2. увеличение фракции выброса из левого желудочка (механизм Франка-Старлинга).

При постоянных аэробных и/или анаэробных физических нагрузках различной мощности формируется «спортивное» сердце [1-9]:

1. увеличение конечно-диастолического объема левого желудочка;
2. увеличение толщины миокарда левого желудочка;
3. увеличение ударного объема в покое;
4. уменьшение частоты сердечных сокращений в покое.

Сформированное «спортивное» сердце и «спортивное» дыхание значительно повышает возможности спортсмена для выполнения в большей степени аэробно-анаэробных тренировочных нагрузок субмаксимальной и максимальной мощности [1-9].

Цель исследования

Разработать модель «идеальной» или «должной» кардиореспираторной системы для описания различных зон тренировочных нагрузок от ЧССмин = 60 уд/мин до ЧССмакс = 200 уд/мин в соответствии с показателями системы дыхания.

Методы исследования

Для построения модели «идеальной» или «должной» модели кардиореспираторной системы для описания различных зон тренировочных нагрузок использовали модель «идеальной» или «должной» ЭКГ в зависимости от периодов и фаз сердечного цикла в соответствии с данными ЭхоКГ [3-9]. Функциональные показатели системы дыхания взаимосвязаны с показателями сердечно-сосудистой системы и соответствовали зонам тренировочных нагрузок. Максимальную ЧСС (ЧССмакс) рассчитывали по Fox S.M. et al. (1971) [10]. Конечно-диастолический объем левого желудочка = КДОлж. Конечно-систолический объем левого желудочка = КСОлж. Ударный объем левого желудочка = УОлж. Фракция выброса левого желудочка = ФВлж. Минутный объем крови = МОК. Артериовенозная разница по кислороду = АВР-О2. Скорость потребления кислорода = V-О2. Жизненная емкость легких = ЖЕЛ. Дыхательный объем = ДО. Альвеолярный дыхательный объем = АДО. Частота дыхательных движений = ЧДД. Минутный объем дыхания = МОД. Минутный объем альвеолярной вентиляции = МОАВ. Скорость выделения углекислого газа = V-СО2. Дыхательный коэффициент = ДК. Соотношение минутного объема альвеолярной вентиляции к минутному объему крови = МОАВ/МОК [3-9].

Основная часть

Показатели кардиореспираторной системы в покое (ЧСС = 60 уд/мин):

ЭхоКГ: ЧСС = 60 уд/мин. КДОлж = 148 мл. КСОлж = 65 мл. УОлж = 83 мл. ФВлж = 56%. МОК = 5.0 л/мин. АВР-О2 = 25.0%. V-О2 = 250 мл/мин.

Система дыхания: ЖЕЛ = 4400 мл. ДО = 555 мл. МОД = 6.7 л/мин. ЧДД = 12 д/мин. АДО = 405 мл. МОАВ = 4.9 л/мин. V-CO2 = 174 мл/мин. ДК = 0.70.

МОАВ/МОК = 1.0

Зона умеренной мощности (аэробная восстановительная = зона сжигания жиров = ЧСС = 100-120 уд/мин):

ЭхоКГ: ЧСС = 100 уд/мин. КДОлж = 148 мл. КСОлж = 40 мл. УОлж = 108 мл. ФВлж = 73%. МОК = 10.8 л/мин. АВР-О2 = 44.3%. V-О2 = 964 мл/мин.

Система дыхания: ЖЕЛ = 4400 мл. ДО = 1088 мл. МОД = 21.8 л/мин. ЧДД = 20 д/мин. АДО = 938 мл. МОАВ = 18.8 л/мин. V-CO2 = 729 мл/мин. ДК = 0.76.

МОАВ/МОК = 1.7

ЭхоКГ: ЧСС = 120 уд/мин. КДОлж = 148 мл. КСОлж = 27 мл. УОлж = 121 мл. ФВлж = 82%. МОК = 14.5 л/мин. АВР-О2 = 53.9%. V-О2 = 1574 мл/мин.

Система дыхания: ЖЕЛ = 4400 мл. ДО = 1426 мл. МОД = 34.2 л/мин. ЧДД = 24 д/мин. АДО = 1276 мл. МОАВ = 30.6 л/мин. V-CO2 = 1239 мл/мин. ДК = 0.79. МОАВ/МОК = 2.1

Зона умеренной мощности (аэробная восстановительная = зона кардиовыносливости = ЧСС = 120-140 уд/мин):

ЭхоКГ: ЧСС = 140 уд/мин. КДОлж = 148 мл. КСОлж = 15 мл. УОлж = 133 мл. ФВлж = 90%. МОК = 18.6 л/мин. АВР-О2 = 63.6%. V-О2 = 2382 мл/мин.

Система дыхания: ЖЕЛ = 4400 мл. ДО = 1805 мл. МОД = 50.5 л/мин. ЧДД = 28 д/мин. АДО = 1655 мл. МОАВ = 46.3 л/мин. V-CO2 = 2200 мл/мин. ДК = 0.92. МОАВ/МОК = 2.5

Зона большой мощности (аэробная тренирующая = ЧСС = 140-155 уд/мин):

ЭхоКГ: ЧСС = 155 уд/мин (порог аэробного обмена). КДОлж = 148 мл. КСОлж = 15 мл. УОлж = 133 мл. ФВлж = 90%. МОК = 20.6 л/мин. АВР-О2 = 70.8%. V-О2 = 2938 мл/мин.

Система дыхания: ЖЕЛ = 4400 мл. ДО = 1994 мл. МОД = 61.8 л/мин. ЧДД = 31 д/мин. АДО = 1844 мл. МОАВ = 57.2 л/мин. V-CO2 = 3179 мл/мин. ДК = 1.08. МОАВ/МОК = 2.8

Зона субмаксимальной мощности (анаэробно-аэробная = ЧСС = 155-170 уд/мин):

ЭхоКГ: ЧСС = 170 уд/мин (порог анаэробного обмена). КДОлж = 148 мл. КСОлж = 15 мл. УОлж = 133 мл. ФВлж = 90%. МОК = 22.6 л/мин. АВР-О2 = 78.0%. V-О2 = 3551 мл/мин.

Система дыхания: ЖЕЛ = 4400 мл. ДО = 2182 мл. МОД = 74.2 л/мин. ЧДД = 34 д/мин. АДО = 2032 мл. МОАВ = 69.1 л/мин. V-CO2 = 4456 мл/мин. ДК = 1.25. МОАВ/МОК = 3.1

Зона максимальной мощности (лактатная анаэробная = ЧСС = 170-200 уд/мин):

ЭхоКГ: ЧССмакс = 200 уд/мин. КДОлж = 148 мл. КСОлж = 33 мл. УОлж = 115 мл. ФВлж = 78%. МОК = 23.1 л/мин. АВР-О2 = 92.5%. V-О2 = 4292 мл/мин.

Система дыхания: ЖЕЛ = 4400 мл. ДО = 2237 мл. МОД = 89.5 л/мин. ЧДД = 40 д/мин. АДО = 2237 мл. МОАВ = 83.5 л/мин. V-CO2 = 6080 мл/мин. ДК = 1.42. МОАВ/МОК = 3.6

Выводы

Таким образом, представленная модель «идеальной» или «должной» кардиореспираторной системы для описания различных зон тренировочных нагрузок от ЧССмин = 60 уд/мин до ЧССмакс = 200 уд/мин соответствует всем физиологическим показателям системы дыхания [3-9].

Возможно, соотношение МОАВ/МОК отражает эффективность альвеолярной вентиляции и альвеолярной перфузии в различных долях легких: нижние доли лёгких – высокая эффективность альвеолярной вентиляции и альвеолярной перфузии (1:1), средняя правая доля – средняя эффективность альвеолярной вентиляции и альвеолярной перфузии (2:1), верхние доли легких – низкая эффективность альвеолярной вентиляции и альвеолярной перфузии (3:1) [1-2].

Список литературы

1. Гайтон, А.К. Медицинская физиология / А.К. Гайтон, Д.Э. Холл / Пер. с англ.; под ред. В.И. Кобрина. – М.: Логосфера, 2008. – 1296 с.
2. Платонов, В.Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. Общая теория и ее практические приложения / В.Н. Платонов. – К.: Олимпийская литература, 2004. – 808 с.
3. Тюрюмин Я.Л. «Спортивное» сердце при ЧСС-155: ЭКГ и ЭхоКГ // В сборнике: Спортивная адаптология: перспективы развития», посвященной памяти В.Н. Селуянова. Москва, 2024. – в печати.
4. Тюрюмин Я.Л. «Спортивное» сердце: ЧССмакс, ЭКГ и ЭхоКГ // В сборнике: Спорт – дорога к миру между народами. Москва, 2023. – C. 212-216.
5. Тюрюмин Я.Л. Характеристика частоты сердечного сокращение при выполнении физических нагрузок. ЧСС-170: ЭКГ И ЭхоКГ // В сборнике: Тенденции развития легкоатлетического спорта в России и мире в современных условиях: проблемы и перспективы. Москва, 2023. – С. 34-38.
6. Тюрюмин, Я.Л. «Спортивное» сердце: ЧСС максимальная и ЭКГ // В сборнике: Актуальные медико-биологические проблемы спорта и физической культуры. Волгоград, 2023. – Ч. I. – С. 357-362.
7. Тюрюмин, Я.Л. «Спортивное» сердце: механизмы ресинтеза АТФ // В сборнике: Актуальные вопросы науки и образования. Ульяновск, 2022. – С. 1061-1065.
8. Тюрюмин, Я.Л. «Спортивное» сердце. Зоны тренировочных нагрузок // В сборнике: Фундаментальные и прикладные гуманитарные исследования в сфере физической культуры, спорта и олимпизма: традиции и инновации. Москва, 2022. – С. 235-239.
9. Тюрюмин, Я.Л. Типы мышечных волокон. Зоны мощности и причины утомления // В сборнике: Тенденции развития легкоатлетического спорта в России и в мире в современных условиях: проблемы и перспективы. Москва, 2022. – С. 30-35.
10. Bazett, H. An analysis of the time-relations of electrocardiograms / H. Bazett // Ann Noninvasive Electrocardiol. 1997. – Vol. 2, No. 2. – P. 177-194.

Тюрюмин Я.Л. «Спортивное» сердце (КДО=148 мл) и система дыхания // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 100-летию со дня рождения Л.П. Матвеева (21-22 ноября 2024 г.). – Москва, 2024. – С. 264-268 – 0,29 печ.л. – ISBN 978-5-6053463-3-3 – РИНЦ.